JPS59153858A - Chromium-nickel-iron alloy having excellent toughness and corrosion resistance - Google Patents
Chromium-nickel-iron alloy having excellent toughness and corrosion resistanceInfo
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- JPS59153858A JPS59153858A JP2772683A JP2772683A JPS59153858A JP S59153858 A JPS59153858 A JP S59153858A JP 2772683 A JP2772683 A JP 2772683A JP 2772683 A JP2772683 A JP 2772683A JP S59153858 A JPS59153858 A JP S59153858A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、例えば高温の重油灰や石炭灰等による腐食
に対して優れた耐食性を持ち、かつ、使用条件下におけ
る靭性の経時劣化が少ない、靭性および耐食性の優れた
クロム・ニッケル・鉄合金に関するものである。[Detailed Description of the Invention] The present invention provides a material with excellent toughness and corrosion resistance, which has excellent corrosion resistance against corrosion caused by, for example, high-temperature heavy oil ash or coal ash, and has little deterioration of toughness over time under usage conditions. It concerns chromium-nickel-iron alloys.
重油燃焼雰囲気下で使用される構造材料は、高温の重油
灰や石炭灰等による腐食に対する優れた耐食性と、高温
強度を持っていることが必要であるが、近年、使用中の
点検や補修に際して十分な靭性が要求されるようになっ
てきた。即ち、重油燃焼雰囲気下で使用される構造材料
は、その使用前は十分な靭性を有していても、使用中そ
の時間の経過と共に、大幅に靭性の劣化を生ずるのが一
般的であるところから、使用条件下における靭性の経時
劣化の少ないことが強く要求されている。Structural materials used in heavy oil combustion atmospheres must have excellent corrosion resistance against corrosion caused by high-temperature heavy oil ash, coal ash, etc., and high-temperature strength. Sufficient toughness is now required. In other words, even if structural materials used in heavy oil combustion atmospheres have sufficient toughness before use, their toughness generally deteriorates significantly over time during use. Therefore, there is a strong demand for less deterioration of toughness over time under usage conditions.
従来、上述のような環境下で使用される材料としては、
オーステナイト系の材料として、5US304.316
,321,347,310HK40、またフェライト系
ステンレスとして、シクロマル、400シリーズのステ
ンレス鋼などがある。Conventionally, materials used under the above-mentioned environment include:
As an austenitic material, 5US304.316
, 321, 347, 310HK40, and ferritic stainless steels include Cyclomaru and 400 series stainless steels.
しかしながら、上記オーステナイト系材料は、Cr含有
量が少ないために、耐食性が不十分であり、かつ、靭性
の経時劣化も大きい。また、フェライト系ステンレスは
、上記オーステナイト系材料よりも耐食性はあるが、σ
相が析出するために極めて靭性が悪い。However, since the austenitic material has a low Cr content, its corrosion resistance is insufficient, and its toughness deteriorates significantly over time. In addition, ferritic stainless steel has better corrosion resistance than the austenitic materials mentioned above, but σ
Toughness is extremely poor due to precipitation of phases.
上記のほかに、インコロイ800、インコロイ807、
インコネル617などのNi基合金もあるが、このよう
なNi基合金は、一般に合金元素量が多く、Mo 、
Al 、 Ti等の元素もかなり含有しているため、時
効脆化傾向が顕著である。In addition to the above, Incoloy 800, Incoloy 807,
There are also Ni-based alloys such as Inconel 617, but such Ni-based alloys generally have a large amount of alloying elements, such as Mo,
Since it also contains a considerable amount of elements such as Al and Ti, it has a remarkable tendency to age embrittlement.
本発明者等は、上述した問題を解決し、高温の重油灰や
石炭灰等による腐食環境下において優れた耐食性を有す
ると共に、使用条件下における靭性の経時劣化か少ない
合金を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、耐食性に必要
なりロムを最大限に活用する一方、十分な靭性を確保す
るために、Cr。The present inventors have conducted intensive research to solve the above-mentioned problems and develop an alloy that has excellent corrosion resistance in corrosive environments such as high-temperature heavy oil ash and coal ash, and has less toughness deterioration over time under usage conditions. As a result, Cr is added to ensure sufficient toughness while maximizing the use of ROM, which is necessary for corrosion resistance.
Siのようなオーステナイト母相中のフェライト生成元
素、および、Mo + Tt + Nbのような析出物
生成傾向の強い元素の含有量を調整することにより、靭
性および耐食性を改善し得ることを知見した。It was discovered that toughness and corrosion resistance can be improved by adjusting the content of ferrite-forming elements such as Si in the austenite matrix and elements that have a strong tendency to form precipitates such as Mo + Tt + Nb. .
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであって
、
C: 0.1 wt、%以下。This invention was made based on the above findings, and includes: C: 0.1 wt, % or less.
Si : 1 wt、%以下。Si: 1 wt, % or less.
Mn : 1 vit−%以下。Mn: 1 vit-% or less.
N : 0.04 wt、%以下。N: 0.04 wt, % or less.
Cr : 2 0〜4 0wt、 % 。Cr: 20-40wt, %.
Fe : 1 0〜35wt、 % 。Fe: 1 0-35wt, %.
Al : 0.0 1〜5 wt、 % 。Al: 0.0 1-5 wt, %.
(但し、Atの一部または全部を、T ia O−15
wt。(However, some or all of At may be replaced by T ia O-15
wt.
係未満で置換することができる)
更に必要によりNb + Ta : 1 wt、 %以
下。If necessary, Nb + Ta: 1 wt.% or less.
残り:NlまたはNiおよびCoと、不可避的不純物か
らなる、オーステナイト−相組織の、靭性および耐食性
に伐れたクロム・ニッケル・鉄合金であることに特徴を
有するものである。The remainder: It is characterized by being a chromium-nickel-iron alloy with an austenite-phase structure, which is characterized by its toughness and corrosion resistance, consisting of Nl or Ni and Co and inevitable impurities.
次に、この発明合金の成分組成範囲金、上述のように定
めた理由について説明する。Next, the reason why the composition range of gold of this invention alloy is determined as described above will be explained.
Cは、高温強度を向上させる作用を持つ有効な元素であ
る。しかしながら、多量のCは、溶体化処理時にマ)
IJソックス中溶は込まず、また、溶体化処理時に溶は
込んだとしても、高温で使用中に、そのほとんどがCr
炭化物として析出して靭性を損う。従って、このような
Cr炭化物の析出を防止するため、Cの含有量は0.1
wt、 %以下に限定した。なお、Cr炭化物の析出
は、後述するようにNb の添加によっても影響される
ため、Nbを含有させない場合は、Cの含有量を0.0
2 wt、%以下にすることが好ましい。C is an effective element that has the effect of improving high temperature strength. However, a large amount of C is removed during solution treatment.
No melt penetrates into the IJ socks, and even if melt penetrates during solution treatment, most of it is Cr during use at high temperatures.
It precipitates as carbide and impairs toughness. Therefore, in order to prevent the precipitation of such Cr carbides, the C content should be set to 0.1
wt, limited to % or less. Note that the precipitation of Cr carbides is also affected by the addition of Nb, as described later, so if Nb is not included, the C content is reduced to 0.0.
It is preferable to make it 2 wt.% or less.
Siは、脱酸剤として使用されるところから、合金中に
必然的に入ってくる元素であるが、その含有量が1wt
、%を超えると、マトリックスを不安定にする。従って
、Siの含有量は1wt、%以下に限定した。Si is an element that inevitably enters the alloy because it is used as a deoxidizer, but its content is 1wt.
, % will destabilize the matrix. Therefore, the Si content was limited to 1 wt.% or less.
Mnは、脱酸剤として、ClSiとともに使用される元
素であるが、その含有量が1wt、%i超えると、冷間
加工性を損なう。従って、Mnの含有量は1wt、%以
下に限定した。Mn is an element used together with ClSi as a deoxidizing agent, but if its content exceeds 1 wt, %i, cold workability is impaired. Therefore, the Mn content was limited to 1 wt.% or less.
Crは、重油灰や石炭灰に対する耐食性を付与する作用
がある。しかしながら、その含有量が20wt、%未満
では、上述した作用に所望の効果が得られず、一方、そ
の含有量が40wt、%を超えると、α′相やσ相など
の第2相が析出して、靭性を損なう問題が生ずる。従っ
て、Crの含有量は、20から40 wt、 %の範囲
内に限定した。Cr has the effect of imparting corrosion resistance to heavy oil ash and coal ash. However, if the content is less than 20wt.%, the desired effect described above cannot be obtained, while if the content exceeds 40wt.%, second phases such as α' phase and σ phase will precipitate. As a result, a problem arises in which toughness is impaired. Therefore, the Cr content was limited to a range of 20 to 40 wt%.
Feは、オーステナイト’1安定化させる作用がある。Fe has the effect of stabilizing austenite '1.
しかしながら、その含有量が10から35wt、%の範
囲内でないと上述した作用に所望の効果が得られず、ま
た、市販スクラップの利用および母合金の活用を図り、
安価な拐料を供給することができない上、35wt、%
を超えると耐食性が劣化する。従って、Feの含有量は
、10から35wt、%の範囲内に限定した。However, if the content is not within the range of 10 to 35 wt.%, the desired effect described above cannot be obtained, and the use of commercially available scrap and master alloy is attempted.
In addition to not being able to supply cheap fines, 35wt%
Corrosion resistance deteriorates when it exceeds. Therefore, the Fe content was limited to a range of 10 to 35 wt%.
A/=は、溶解に際して、不可避的に混入するOおよび
Nを固定する作用がある。しかしながら、その含有量が
0.01 wt、%未満では、上述した作用に所望の効
果が得られず、一方、その含有量が5vt、%を超える
と、オーステナイトを不安定に−する。従って、Atの
含有量は、0.01から5wt。A/= has the effect of fixing O and N that are inevitably mixed in during dissolution. However, if the content is less than 0.01 wt.%, the desired effects described above cannot be obtained, while if the content exceeds 5 wt.%, the austenite becomes unstable. Therefore, the content of At is 0.01 to 5wt.
%の範囲内に限定した。% within the range.
T1は、上記Atと同じく、0およびNを固定する作用
がちる。従って、Atの一部または全部をTiで置換さ
せることができる。しかしながら、この場合、Tiの含
有量が0.15 w、t、%以上であると、TiNの大
型介在物が形成されて靭性の劣化を招く問題が生ずる。T1, like At above, has the effect of fixing 0 and N. Therefore, part or all of At can be replaced with Ti. However, in this case, if the Ti content is 0.15 w,t,% or more, large TiN inclusions are formed, leading to a problem of deterioration of toughness.
従って、Atの一部または全部ヲTiで置換させる場合
のTiの含有量は、0.15 wt;%未満とすべきで
ある。Therefore, when part or all of At is replaced with Ti, the Ti content should be less than 0.15 wt%.
隅およびTaは、Cの含有量が0.03 wt、%以上
の高い場合に、CとCrがCr炭化物となって、耐食性
に有効なCrの消費を防止する作用がある。しかしなが
ら、その含有量が1wt、%を超えると、その効果が飽
和して不経済となる。従って、NbおよびTaの含有量
は、1wt、%以下に限定した。In the corners and Ta, when the C content is high, such as 0.03 wt.% or more, C and Cr become Cr carbide, which has the effect of preventing the consumption of Cr, which is effective for corrosion resistance. However, when the content exceeds 1 wt.%, the effect becomes saturated and becomes uneconomical. Therefore, the contents of Nb and Ta were limited to 1 wt.% or less.
々お、TaはNbと等価である。Furthermore, Ta is equivalent to Nb.
Nは、その含有量がO’、04 wt、 %を超えると
、CrzNを形成して靭性が損なわれる問題が生ずる。When the content of N exceeds O',04 wt.%, a problem arises in which CrzN is formed and toughness is impaired.
従ってNの含有量は、0.04 wt6%以下に限定し
た。Therefore, the N content was limited to 0.04 wt6% or less.
上述した元素以外は、溶製上不可避的に含有される不可
避的不純物を除き、NiおよびCoとする。Elements other than those mentioned above are Ni and Co, excluding unavoidable impurities that are unavoidably contained during melting.
なお、COはNiと等価であって、Niの一部または全
部k、Coで置換することができる。Note that CO is equivalent to Ni, and part or all of Ni can be replaced with k or Co.
次に、この発明を、実施例により説明する。Next, the present invention will be explained with reference to examples.
第1表は、本発明合金A−F、比較合金G−K。Table 1 shows alloys A-F of the present invention and comparative alloys G-K.
および、従来合金r(ついて、これを溶製、圧延し、溶
体化処理を施し1こ後、700℃で200 Hr時効後
のシャルピー衝撃試験結果と、ブアナヅウム腐食試験結
果である。and Charpy impact test results and buanadium corrosion test results after conventional alloy R (which was melted, rolled, subjected to solution treatment, and aged for 200 hours at 700° C.).
時効処理後のシャルピー衝撃試験は、使用条件下での靭
性の経時劣化を調査する目的で行なったものであり、溶
体化処理後においては、何れの供試鋼も30kq−m以
上の吸収エネルギーを示した。The Charpy impact test after aging treatment was conducted for the purpose of investigating the deterioration of toughness over time under usage conditions, and after solution treatment, all sample steels absorbed energy of 30 kq-m or more. Indicated.
なお、ヴアナジウム腐食試験は、85%V2O5+15
% NazS04の灰中に、700℃の温度で100
Hr浸漬した後の腐食減量である。In addition, the vanadium corrosion test is 85%V2O5+15
% 100 in NazS04 ash at a temperature of 700°C.
Corrosion loss after immersion in Hr.
第1表から明らかな如く、本発明合金は、何れも時効後
、12kg−m以上の靭性を示し、かつ、腐食減量は1
0 mglcrl以下で、優れた靭性と高耐食性を備え
ている。As is clear from Table 1, the alloys of the present invention all exhibited toughness of 12 kg-m or more after aging, and the corrosion loss was 1.
0 mglcrl or less, it has excellent toughness and high corrosion resistance.
これに対して、Cr含有量が本発明の範囲内であっても
、C含有量が本発明の範囲よりも多い比較合金Gは、耐
食性は満足し得ても靭性が劣っている。また、Cr含有
量が本発明の範囲よりも多い比較合金H,I、Jは、α
′オaおよびσ相が析出する結果、耐食性は優れていて
も靭性の劣化が大きい。On the other hand, even if the Cr content is within the range of the present invention, Comparative Alloy G, whose C content is higher than the range of the present invention, has poor toughness even if the corrosion resistance is satisfactory. Comparative alloys H, I, and J whose Cr content is higher than the range of the present invention are α
As a result of the precipitation of the 'Oa and σ phases, the toughness deteriorates significantly even though the corrosion resistance is excellent.
更に、Cr含有量が本発明の範囲よりも少ない比較合金
には、靭性は満足し得ても耐食性が極度に悪い。Furthermore, comparative alloys with a Cr content lower than the range of the present invention have extremely poor corrosion resistance even if their toughness is satisfactory.
なお、本発明合金りおよびFのように、Cの含有量が0
.03 wt、チおよび0.05 wt、%で、若干多
くても、Nbi適量含有させることによって、10ky
−m以上の衝撃値を確保させることができる。Note that, like the alloy of the present invention and F, the C content is 0.
.. 0.03 wt.% and 0.05 wt.%.
It is possible to ensure an impact value of -m or more.
また、従来合金のインコロイ800は、一応の靭性は確
保されていても、lli’e含有量が多いため耐食性が
悪く、5US310は同じ(Fe含有量が多いため耐食
性が悪い上、靭性も芳しくない。5US304および5
US316はC’r含有量が少なくかつFe含有量が多
いため、何れも耐食性が悪い。In addition, although the conventional alloy Incoloy 800 has a certain level of toughness, it has poor corrosion resistance due to its high lli'e content, and 5US310 is the same (it has poor corrosion resistance and poor toughness due to its high Fe content). .5US304 and 5
Since US316 has a low C'r content and a high Fe content, both have poor corrosion resistance.
本発明合金は、上述したような性能を有しているので、
例えば、加熱炉管、吊具、だイラ過熱器等に使用して優
れた効果が発揮されるほか、CrおよびNiの含有量が
多いから、塩素イオンを含む酸アルカリ等の環境下にお
いても、十分な耐食性を発揮させることができる。Since the alloy of the present invention has the above-mentioned performance,
For example, it has excellent effects when used in heating furnace tubes, hanging fixtures, tile superheaters, etc., and because of its high Cr and Ni content, it can also be used in acid-alkali environments containing chlorine ions. It can exhibit sufficient corrosion resistance.
以上述べたように、この発明によれば、高温の重油法や
石炭灰等による腐食環境下において、優れた耐食性が発
揮されると共に、使用条件下における靭性の経時劣化が
少ない等、工業上優れた効果がもたらされる。As described above, the present invention exhibits excellent corrosion resistance in corrosive environments such as high-temperature heavy oil and coal ash, and has industrial advantages such as less deterioration of toughness over time under usage conditions. This will bring about a positive effect.
出願人 日本鋼管株式会社Applicant: Nippon Kokan Co., Ltd.
Claims (1)
。 チ未満で置換することができる) 残り:N1またはNiおよびCoと、不可避的不純物か
らなる、メーステナイトー相組織の、靭性および耐食性
の優れたクロム°ニッケル°鉄合金。 (2) c : 0.jwt、%以下pSi : 1
wt、%以下。 Mn : 1 wt、%以下。 N : 0.04 wt、%以下。 Cr : 20〜40 wt、%。 Fe : 10〜35wt、 % 。 At : o、o 1〜5wt、%。 (但し、A7の一部または全部を、T t :0.15
Wt 。 チ未満で置換することができる) Nb 十Ta : 1 wt、%以下。 残り: Ni iたはNiおよびCoと、不可避的不純
物からなる、オーステナイト−相組織の、靭性および耐
食性の優れたクロム・ニッケル赤鉄合金。[Claims] (11C: 0.1 wt, % or less. Sl: 1 vit-% or less. Mn: 1 wt, % or less. N: 0.04 wt, % or less. Cr: 20 to 40 wt, %. Fe: 10 to 35 wt, %. At: 0.01 to 5 wt, %. (However, part or all of At can be replaced with 1'i: o, 1 decrease. Less than h) Remaining: N1 or a chromium-nickel-iron alloy with a mastenite-phase structure consisting of Ni and Co and inevitable impurities and excellent toughness and corrosion resistance. (2) c: 0.jwt, % or less pSi: 1
wt, % or less. Mn: 1 wt, % or less. N: 0.04 wt, % or less. Cr: 20-40 wt,%. Fe: 10-35wt, %. At: o, o 1-5wt, %. (However, part or all of A7, T t : 0.15
Wt. (can be substituted with less than 1 wt.) Nb 10 Ta: 1 wt, % or less. Remaining: Ni or chromium-nickel red iron alloy with an austenitic phase structure and excellent toughness and corrosion resistance, consisting of Ni and Co and inevitable impurities.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2772683A JPS59153858A (en) | 1983-02-23 | 1983-02-23 | Chromium-nickel-iron alloy having excellent toughness and corrosion resistance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2772683A JPS59153858A (en) | 1983-02-23 | 1983-02-23 | Chromium-nickel-iron alloy having excellent toughness and corrosion resistance |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59153858A true JPS59153858A (en) | 1984-09-01 |
Family
ID=12229019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2772683A Pending JPS59153858A (en) | 1983-02-23 | 1983-02-23 | Chromium-nickel-iron alloy having excellent toughness and corrosion resistance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59153858A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5539794A (en) * | 1993-05-13 | 1996-07-23 | General Electric Company | Reduction of manganese content of stainless alloys to mitigate corrosion of neighboring in-core zirconium based components |
WO2005070612A1 (en) * | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Ni BASE HIGH Cr ALLOY FILLER MATERIAL AND WELDING ROD FOR SHIELDED METAL ARC WELDING |
JP2012509407A (en) * | 2008-11-19 | 2012-04-19 | サンドビック インテレクチュアル プロパティー アクティエボラーグ | Aluminum oxide forming nickel base alloy |
-
1983
- 1983-02-23 JP JP2772683A patent/JPS59153858A/en active Pending
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JPWO2005070612A1 (en) * | 2004-01-21 | 2008-04-24 | 三菱重工業株式会社 | Ni-based high-Cr alloy filler and welding rod for covered arc welding |
US7755001B2 (en) | 2004-01-21 | 2010-07-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | High Cr Ni-based alloy filler material and welding rod for shielded metal arc welding |
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